一种鲨鱼鳍智能天线

技术领域

本发明涉及汽车天线技术领域，特别涉及一种鲨鱼鳍智能天线。

背景技术

目前主流车载通讯天线往往设计在鲨鱼鳍中，目前鲨鱼鳍智能天线内设置有2G/3G/4G主天线，2G/3G/4G分集天线，GNSS卫星定位天线，AM/FM收音天线等。5G技术的到来，提供了更高的传输速率和传输质量：5G网络的蓝图是100倍于4G的高速率，将达到10Gbit/s、小于1ms的低时延、支持1000多亿连接的高密度和1000倍于4G的高容量。将5G天线应用到车辆上，实现车联网以及无人驾驶等应用会是一种趋势，而将5G天线集成在鲨鱼鳍外壳中，节约了采购和使用成本，不必在车身的另外地方寻找安装位置，具有经济、美观、接收信号强等特点。

随着车载5G和V2X技术日益成熟，多媒体接收机、定位导航接收端及通信模块越来越多的集成到一个LAN主板中时，就需要更多的天线来实现其功能，而鲨鱼鳍内部空间有限，却要集成多种天线，这样会造成天线隔离度差，信号之间产生串扰，影响天线性能。如何避免线缆的损耗，并且保证天线之间的隔离度性能，如何在鲨鱼鳍内部合理分布天线，有效利用空间成了鲨鱼鳍天线领域重点关注的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种鲨鱼鳍智能天线，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种鲨鱼鳍智能天线，包括鲨鱼鳍外壳和底座，所述鲨鱼鳍外壳和所述底座组成一个鲨鱼鳍式内腔，所述内腔中设置有LAN主板，所述LAN主板固定在所述底座上，所述LAN主板上设置有5G主天线、5G副天线、5G-MIMO1天线、5G-MIMO2天线、GNSS天线、V2X-F天线、V2X-R天线和WIFI天线，所述5G主天线、5G副天线、5G-MIMO1天线、5G-MIMO2天线、GNSS天线、V2X-F天线、V2X-R天线和WIFI天线分别连接同轴电缆线，所述底座上设置有出线孔，所述同轴电缆线穿过所述出线孔与终端设备连接；所述GNSS天线位于所述LAN主板前端，所述5G主天线位于所述LAN主板后端，所述5G副天线位于所述LAN主板中间，所述5G-MIMO1天线和所述5G-MIMO2天线分别位于所述LAN主板左右两侧靠近所述5G主天线的一端，所述WIFI天线和所述V2X-R天线分别位于所述LAN主板左右两侧靠近所述CNSS天线的一端，所述V2X-F天线位于所述5G-MIMO1天线和所述5G主天线之间。

优选地，所述5G主天线、5G副天线、5G-MIMO1天线、5G-MIMO2天线、V2X-R天线和WIFI天线均采用PCB形式，所述V2X-F天线采用钢片形式，所述GNSS天线采用双层叠加陶瓷形式。

优选地，所述5G主天线与所述5G副天线之间垂直形式设置，所述5G-MIMO2天线与所述5G主天线之间垂直形式设置，所述5G-MIMO1天线与所述5G主天线之间存在夹角。

优选地，所述V2X-F天线频率范围5855-5925MHZ，所述5G主天线频率范围为700-960MHZ、1710-2690MHZ和3300-5000MHZ，所述V2X-R天线频率范围5855-5925MHZ，所述5G副天线频率范围为700-960MHZ、1710-2690MHZ和3300-5000MHZ。

优选地，所述WIFI天线频率范围2400-2500MHZ和5150-5850MHZ，与所述5G副天线公有频率为2400-2500MHZ，所述WIFI天线的2400-2500MHZ频率朝所述GNSS天线方向辐射，所述5G副天线2400-2500MHZ频率朝5G主天线方向辐射。

优选地，所述鲨鱼鳍外壳和底座之间设置有防水圈，所述出线孔设置有防水线塞，所述防水线塞与所述出线孔和所述同轴电缆线相匹配。

优选地，所述V2X-R天线的信号脚与地脚平行投影不重合，所述WIFI天线的信号脚与地脚平行投影不重合。

优选地，所述5G主天线和所述5G副天线的顶端分别向上延伸至所述内腔的最高点，所述V2X-R天线、WIFI天线、5G-MIM01天线和5G-MIMO2天线的高度均低于所述5G副天线的高度。

优选地，所述5G主天线兼容2G、3G和4G工作频段，所述5G副天线兼容4G工作频段。

优选地，所述底座为锌座，所述鲨鱼鳍外壳与所述锌座之间通过螺钉固定。

本发明的技术效果和优点：

(1)本发明共设置了8个天线，通过合理布局，充分利用鲨鱼鳍式天线的内腔空间以及8个天线的不同工作频段，增加8个天线之间的物理距离，降低8个天线之间的空间耦合与表面波耦合，天线之间的隔离度好；

(2)GNSS天线作为圆极化天线，设置于LAN主板的前端，受其他天线的影响面小，精度更高；

(3)5G副天线设置于LAN主板的中间位置，中间位置的鲨鱼鳍天线内腔高度更高，可以有效的增加5G副天线高度，提高5G副天线的性能；

(4)V2X-F天线设置于靠近5G主天线处，与V2X-R天线之间的物理距离设置较远，V2X-F天线在360°方向上辐射的方向影响较小。

附图说明

图1为本发明的天线布局示意图。

图2为本发明的整体结构示意图。

图中：1、5G主天线；2、5G副天线；3、5G-MIMO1天线；4、5G-MIMO2天线；5、V2X-F天线；6、V2X-R天线；7、WIFI天线；8、GNSS天线；9、LAN主板；10、鲨鱼鳍外壳；11、底座；12、同轴电缆线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

结合图1-2所示，一种鲨鱼鳍智能天线，包括鲨鱼鳍外壳10和底座11，所述鲨鱼鳍外壳10和所述底座11组成一个鲨鱼鳍式内腔，所述内腔中设置有LAN主板9，所述LAN主板9固定在所述底座11上，所述LAN主板9上设置有5G主天线1、5G副天线2、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、GNSS天线8、V2X-F天线5、V2X-R天线6和WIFI天线7，所述5G主天线1、5G副天线2、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、GNSS天线8、V2X-F天线5、V2X-R天线6和WIFI天线7分别连接同轴电缆线12，所述底座11上设置有出线孔，所述同轴电缆线12穿过所述出线孔与终端设备连接；所述GNSS天线8位于所述LAN主板9前端，所述5G主天线1位于所述LAN主板9后端，所述5G副天线2位于所述LAN主板9中间，所述5G-MIMO1天线3和所述5G-MIMO2天线4分别位于所述LAN主板9左右两侧靠近所述5G主天线1的一端，所述WIFI天线7和所述V2X-R天线6分别位于所述LAN主板9左右两侧靠近所述CNSS天线8的一端，所述V2X-F天线5位于所述5G-MIMO1天线3和所述5G主天线1之间；所述5G主天线1、5G副天线2、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、V2X-R天线6和WIFI天线7均采用PCB形式，所述V2X-F天线5采用钢片形式，所述GNSS天线8采用双层叠加陶瓷形式；所述5G主天线1与所述5G副天线2之间垂直形式设置，所述5G-MIMO2天线3与所述5G主天线1之间垂直形式设置，所述5G-MIMO1天线3与所述5G主天线1之间存在夹角；

5G主天线1频率：700MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz、3300MHz-5000MHz，驻波比VSWR：700MHz-960MHz≤3、1710MHz-2690MHz≤2.5、3300MHz-5000MHz≤2.5，效率：700MHz-960MHz≥35％、1710MHz-2690MHz≥50％、3300MHz-5000MHz≥50％；

5G副天线2频率：700MHz-960MHz、1710MHz-2690MHz、3300MHz-5000MHz，驻波比VSWR：700MHz-960MHz≤5、1710MHz-2690MHz≤3、3300MHz-5000MHz≤3.5，效率：700MHz-960MHz≥30％、1710MHz-2690MHz≥50％、3300MHz-5000MHz≥45％；

5G-MIMO1天线3频率：1710MHz-2690MHz、3300MHz-5000MHz，驻波比VSWR：1710MHz-2690MHz≤3.5、3300MHz-5000MHz≤3.5，效率：1710MHz-2690MHz≥45％、3300MHz-5000MHz≥45％；

5G-MIMO2天线4频率：1710MHz-2690MHz、3300MHz-5000MHz，驻波比VSWR：1710MHz-2690MHz≤3.0、3300MHz-5000MHz≤3.0，效率：1710MHz-2690MHz≥50％、3300MHz-5000MHz≥50％；

V2X-F天线5频率：5855MHz-5925MHz，驻波比VSWR≤2.0，效率≥60％，增益≥4DB；

V2X-R天线6频率：5855MHz-5925MHz，驻波比VSWR：≤2.0，效率≥50％；增益≥4DB；

WIFI天线7频率：2400MHz-2500MHz、5150MHz-5850MHz，驻波比VSWR：2400MHz-2500MHz≤2.0、5150MHz-5850MHz≤2.0，效率：2400MHz-2500MHz≥50％、5150MHz-5850MHz≥50％；

GNSS天线8频段：(GPS L1/BDS B1)1559MHz-1610MHz，(GPS L5/BDS B5)1170MHz-1210MHz，LNA增益Gain(dB)：28±3，驻波比VSWR＜2.0，轴比Axial Ratio(dB)：仰角90度≤3，噪声系数Noise Figure(dB)＜2.2，直流供电DC Voltage(V)：3～5，工作电流Current(mA)＜20；

5G主天线1、5G副天线2、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、V2X-F天线5、V2X-R天线6、WIFI天线7和GNSS天线8的输入阻抗Impedance都是50Ω。

经测试，5G主天线1、5G副天线2、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、WIFI天线7、V2X-F天线5、V2X-R天线6两两天线之间的隔离度≤-10dB；5G主天线1、5G-MIMO1天线3、5G-MIMO2天线4、V2X-F天线5四个天线中，任何一个天线与GNSS天线8之间的隔离度≤-20dB；5G副天线2、WIFI天线7和V2X-F天线5三个天线中，任何一个天线与GNSS天线8之间的隔离度≤-15dB。

在其中一个实施例中，所述鲨鱼鳍外壳10和底座11之间设置有防水圈，所述出线孔设置有防水线塞，所述防水线塞与所述出线孔和所述同轴电缆线12相匹配。

在其中一个实施例中，所述V2X-R天线6的信号脚与地脚平行投影不重合，所述WIFI天线7的信号脚与地脚平行投影不重合。

在其中一个实施例中，所述5G主天线1和所述5G副天线2的顶端分别向上延伸至所述内腔的最高点，所述V2X-R天线6、WIFI天线7、5G-MIMO1天线3和5G-MIMO2天线4的高度均低于所述5G副天线2的高度。

在其中一个实施例中，所述5G主天线1兼容2G、3G和4G工作频段，所述5G副天线2兼容4G工作频段。

在其中一个实施例中，所述底座为锌座，所述鲨鱼鳍外壳与所述锌座之间通过螺钉固定。

在其中一个实施例中，所述5G-MIMO1天线3与所述5G主天线1之间的夹角为45°。

本发明工作原理：

在相同环境、天线空间距离、天线极化以及天线类型相同情况下，频率越低，所对应的波长越长，这样相互之间的空间耦合与表面波耦合越大，隔离度越差，将5G主天线1设置在LAN主板9上靠后端的位置，5G副天线2设置在靠近GNSS天线8，加大两天线之间的空间距离，隔离度好；5G主天线1与5G副天线2之间垂直形式放置，减少天线辐射场型的相关性系数，两者之间的最大辐射方向往不同方向，降低空间耦合与表面波耦合，隔离度好；

5G-MIM02天线4与5G主天线1之间也垂直形式放置，减少天线辐射场型的相关性系数，两者之间的最大辐射方向往不同方向，降低空间耦合与表面波耦合，隔离度好；

5G-MIMO1天线3与5G主天线1之间有夹角，可减少天线辐射场型的相关性系数，两者之间的最大辐射方向有角度，这样最大辐射方向往不同方向辐射，夹角为45°是隔离度最好；

V2X-F天线5频率范围5855-5925MHZ，而5G主天线1频率范围为700-960/1710-2690/3300-5000MHZ，调试V2X-F天，5在保证5855-5925MHZ这段频率范围效率的情况下，V2X-F天线5带有5G主天线1的频率范围，性能调差；同理在调试5G主天线1频率范围效率的情况下，5G主性能带有V2X-F天线频率，性能调差，两者之间的隔离度好；

5G-MIMO1天线3与5G-MIMO2天线4之间有夹角，可减少天线辐射场型的相关性系数，两者之间的最大辐射方向有角度，这样最大辐射方向往不同方向辐射，夹角为45°是隔离度最好；

5G-MIMO1天线3与5G副天线2之间有夹角，可减少天线辐射场型的相关性系数，两者之间的最大辐射方向有角度，这样最大辐射方向往不同方向辐射，夹角为45°是隔离度最好；

5G-MIMO2天线4与5G副天线2之间为平行形式，两天线垂直投影天线不重合，减少天线辐射场型的相关性系数，隔离度好；

V2X-R天线6频率范围5855-5925MHZ，而5G副天线2频率范围为700-960/1710-2690/3300-5000MHZ，调试V2X-R天线6在保证5855-5925MHZ这段频率范围效率的情况下，V2X-R天，6带有5G副天线2的频率范围，性能调差，在调试5G副天线2频率范围效率的情况下，5G副性能带有V2X-R天线6频率，性能调差，两者之间的隔离度好；

WIFI天线7频率范围2400-2500MHZ与5150-5850MHZ，与5G副天线2公有频率为2400-2500MHZ，WIFI天线7的2400-2500MHZ辐射方向朝GNSS天线8辐射，5G副天线2的2400-2500MHZ辐射方向朝5G主天线1方向辐射，天线相互之间隔离度好。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。